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电路设计->检测电路图->检测其他电路图->压电传感器的信号调节

压电传感器的信号调节

作者:dolphin时间:2012-07-13

图1加速度力作用下的传感器

由于电荷Q与偏斜成比例关系(一阶),而偏斜与力成比例关系,因此Q与力也成比例关系。施加一个Fmax最大值的正弦力,会形成一个Qmax最大值的正弦电荷。换句话说,当正弦力为最大值时,对来自传感器的电流求积分可得到Qmax.增加正弦波的频率,同时会增加电流;但是会更快地达到峰值,即保持积分(Qmax)恒定。厂商会以传感器可用频率范围内Qmax与Fmax的比率来说明灵敏度规范。但是,由于传感器的机械性质,传感器实际上有谐振频率(可用频率范围以上),其中一个即使很小的振荡力都会产生相对较大的偏转,从而得到较大的输出振幅。

如果忽略谐振的影响,则我们可以将压电传感器一阶建模为一个与传感器寄生电容(此处称作Cd)并联的电流源,或者也可以将其建模为一个与Cd串联的电压源。该电压为存储电荷时在传感器阳极上看到的等效电压。但是,我们需要注意的是,就许多应用的仿真而言,第二种方法要更加简单一些。如前所述,电流与偏斜变化的速率成比例关系;例如,拿恒幅加速度的正弦AC曲线来说,电流生成器的振幅必须根据频率来改变。

最后,如果这种生成器需要代表实际物理信号,则可以使用变压器,如图2所示。本例中,我们建模了一个具有0.5pC/g灵敏度和500pF寄生电容的生成器。正弦波生成器每单位g输出1V以实现仿真。变压器在其次级线圈将它向下调节至1mV.施加给C1(500pF)的1mV摆动,将会如我们预计的那样在下一级注入Q=VC=0.5pC.

图2压电传感器模型



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